超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過程中機(jī)械損耗?。┖玫奶攸c(diǎn),所以常用的材料為鋁合金及鈦合金,但超聲波金屬焊接要求焊頭耐磨損(要求較高的硬度),使材料的選擇變得比較困難,因?yàn)橛捕群晚g性似乎是天生對(duì)立的,這就要求我們選擇非常高要求的材料,我們選擇的優(yōu)質(zhì)鋼材料能夠比較好地解決這個(gè)矛盾,使焊頭的有效壽命盡量地提高。
超聲波金屬焊接機(jī)英文注釋:Ultrasonic metal welding machine,超聲波金屬焊接是19世紀(jì)30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)在作電流點(diǎn)焊電極加超聲振動(dòng)試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)不通電流也能焊接上,因而發(fā)展了超聲金屬冷焊技術(shù)。超聲波焊接雖然發(fā)現(xiàn)較早,但是到目前為止,其作用機(jī)理還不是很清楚。它類似于摩擦焊,但有區(qū)別,超聲焊接時(shí)間很短,溫度低于再結(jié)晶;它與壓力焊也不相同,因?yàn)樗拥撵o壓力比壓力焊小的多。一般認(rèn)為在超聲波焊接過程中的初始階段,切向振動(dòng)出去金屬表面的氧化物,并是粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大,同時(shí)使焊區(qū)溫度升高,在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下,相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時(shí),即形成焊點(diǎn)。焊接時(shí)間過長(zhǎng),或超聲波振幅過大會(huì)使焊接強(qiáng)度下降,甚至破壞。
焊接特性
屬于熔融焊接,以激光束為能源,沖擊在焊件接頭上。
激光束可由平面光學(xué)元件(如鏡子)導(dǎo)引,隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。
激光焊接機(jī)屬非接觸式焊接,作業(yè)過程不需加壓,但需使用惰性氣體以防熔池氧化,填料金屬偶有使用。
激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復(fù)合焊,實(shí)現(xiàn)大熔深焊接,同時(shí)熱輸入量比MIG焊大為減小。
串焊機(jī)的焊接可靠性要遠(yuǎn)大于人工焊接。焊接不良是導(dǎo)致組件提前失效的重要原因。太陽能光伏組件的設(shè)計(jì)壽命為25年,而組件通常都安裝在戶外,每天要承受30℃左右的溫度變化,加上季節(jié)更替,溫度的變化更大。由于焊帶基材為純銅,銅的膨脹系數(shù)約為硅(電池片)的六倍,這種差異就意味著:只要有溫度的變化,焊帶與電池片焊接處就會(huì)受力。因此,不良的焊接會(huì)導(dǎo)致組件功率降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致組件失效。人工焊接導(dǎo)致不良焊接的原因有很多,比如焊臺(tái)的溫度、助焊劑的涂布、電烙鐵的溫度、人員的熟練程度等,有些方面是可以通過有效的管理來解決的,而有些情況是無法完全控制的,對(duì)于人工焊接過程中影響焊接可靠性的因素,全自動(dòng)串焊機(jī)均能得到良好的解決